画像彫刻装置及び画像彫刻方法
【課題】 彫刻針と被彫刻板の相対運動によって走査式に特殊合成紙やプラスチック製の薄板に彫刻により画像を形成する画像彫刻装置において、角度を異ならせた縞状の溝を形成することにより隠し画像を埋め込む際に、前記角度により溝の壁面や底面形状が異なり、精度の高い隠し画像を形成することができなかった。
【解決手段】 画像彫刻装置に回転駆動部を備えて、前記隠し画像の縞状の溝の伸張方向と彫刻の形成方向とを同一にして彫刻を行うことにより、常に溝の壁面が同じ彫刻針側面によって形成されることとなり、溝の壁面に生じていた凸凹がなくなった。又同様に底面も一様の形状となった。その結果隠し画像の精度が高まり、隠し画像としての効果がより高まった。
【解決手段】 画像彫刻装置に回転駆動部を備えて、前記隠し画像の縞状の溝の伸張方向と彫刻の形成方向とを同一にして彫刻を行うことにより、常に溝の壁面が同じ彫刻針側面によって形成されることとなり、溝の壁面に生じていた凸凹がなくなった。又同様に底面も一様の形状となった。その結果隠し画像の精度が高まり、隠し画像としての効果がより高まった。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
紙又はプラスチック製のカード基板に、彫刻によって画像を形成された画像カードに角度を異ならせた縞状の溝によって形成される隠し画像を彫刻する際に、前記縞状の溝を精度高く彫刻可能な画像彫刻装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
彫刻針と被彫刻板（画像カード）の相対運動によって、走査式に紙やプラスチック製の薄板に彫刻を行う画像彫刻装置がある（特許文献１参照）。この画像彫刻装置では、基台（支持台）上に取り付けられた被彫刻板が水平方向に往復運動を行い、垂直方向から降ろされた前記彫刻針が前記被彫刻板に接して表面を削り取ることにより、被彫刻板の厚さ方向を変化させて透かし彫りを行う。
【０００３】
このようにして透かし彫りがなされた前記被彫刻板（画像カード）は、個人認証カードや重要書類用のセキュリティシートとして用いられる（特許文献２、３参照）。これらセキュリティ上の書類として用いられる画像カードでは、隠し画像を埋め込むことによりその正当性を示そうとする技術的要求があるが、これまで前記彫刻において隠し画像を形成する方法はなかった。
【０００４】
従来技術として、印刷物において縞状のパターンである万線パターンを異なる角度に配置したものを印刷することにより、オリジナルの印刷物とその複写物を区別させる方法はあった（特許文献４）が、彫刻物による立体的な形状を用いて隠し画像を埋め込む方法や、同一平面内に隠し画像と透かし彫りとを組み合わせて形成する方法は無かった。
【０００５】
そこで、縞状の溝の角度を異ならせて形成することによる隠し画像を埋め込むことが可能であるが、特許文献１に示されるような従来型の画像彫刻装置では、縞状の溝の角度により、縞の壁面に凸凹が出てしまい。その違いによって平面上方から観察した場合に縞状の角度による違いが見えてしまい、隠し画像とならない問題があった。
【０００６】
【特許文献１】特開平０５−０２４３９４号公報
【特許文献２】特開２００７−１１８３９５号公報
【特許文献３】特開２００７−１３０８５５号公報
【特許文献４】特開平１０−２９７０７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
解決しようとする問題点は、彫刻によって作成された画像カードにおいて、角度を異ならせた縞状の溝を用いて隠し画像を形成する際に、縞状の溝の壁面を精度高く彫刻することができなかった点である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の画像彫刻装置は、彫刻針を垂直方向に駆動する彫刻針駆動部と、被彫刻板を水平方向に駆動する被彫刻板駆動部と、を有し、前記彫刻針と前記被彫刻板の相対運動によって走査式に前記被彫刻板に彫刻を行う画像彫刻装置であって、被彫刻板を水平方向に回転する回転駆動部を有し、前記回転駆動部により、所定の角度に回転された被彫刻板に走査式に彫刻を行うことにより、縞状の溝を形成することを最も主要な特徴とする。
【０００９】
本発明の画像彫刻方法は、彫刻針を垂直方向に駆動する彫刻針駆動手段と、被彫刻板を水平方向に駆動する被彫刻板駆動手段と、を有し、前記彫刻針と前記被彫刻板の相対運動によって走査式に前記被彫刻板に彫刻を行う画像彫刻装置を用いて行う画像彫刻方法であって、前記画像彫刻装置は、被彫刻板を水平方向に回転する回転駆動手段を有し、前記回転駆動手段により、所定の角度に回転された被彫刻板に走査式に彫刻を行うことにより、縞状の溝を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の画像彫刻装置は、彫刻針を垂直方向に駆動する彫刻針駆動部と、被彫刻板を水平方向に駆動する被彫刻板駆動部と、を有し、前記彫刻針と前記被彫刻板の相対運動によって走査式に前記被彫刻板に彫刻を行う画像彫刻装置であって、被彫刻板を水平方向に回転する回転駆動部を有し、前記回転駆動部により、所定の角度に回転された被彫刻板に走査式に彫刻を行うことにより、縞状の溝を形成することを最も主要な特徴とするため、縞状の溝の角度を異ならせて彫刻して隠し画像を形成する際に、彫刻の溝の角度と彫刻方向を一致させることにより、縞状の溝の壁面に生じていた凸凹がなくなり、縞状の溝を精度高く彫刻することが可能となった。また、その結果として前記隠し画像の隠し画像としての効果が高まった。
【００１１】
本発明の画像彫刻方法は、彫刻針を垂直方向に駆動する彫刻針駆動手段と、被彫刻板を水平方向に駆動する被彫刻板駆動手段と、を有し、前記彫刻針と前記被彫刻板の相対運動によって走査式に前記被彫刻板に彫刻を行う画像彫刻装置を用いて行う画像彫刻方法であって、前記画像彫刻装置は、被彫刻板を水平方向に回転する回転駆動手段を有し、前記回転駆動手段により、所定の角度に回転された被彫刻板に走査式に彫刻を行うことにより、縞状の溝を形成することを特徴とするため、縞状の溝の角度を異ならせて彫刻して隠し画像を形成する際に、彫刻の溝の角度と彫刻方向を一致させることにより、縞状の溝の壁面に生じていた凸凹がなくなり、縞状の溝を精度高く彫刻することが可能となった。また、その結果として前記隠し画像の隠し画像としての効果が高まった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の画像彫刻装置は、彫刻により画像を形成された画像カードに角度を異ならせた縞状の溝によって隠し画形成する際に、前記角度により溝の形状が異なってしまうという問題点を、溝の方向と彫刻方向を一致させるための回転駆動部を画像彫刻装置に設けることによって解決した。
【実施例１】
【００１３】
［隠し画像］
まず、角度を異ならせた縞状の溝によって形成される隠し画像埋め込んだ画像カード（被彫刻板）について説明する。
【００１４】
図１は、画像カード（被彫刻板）を垂直上方向からみた図である。
【００１５】
図１には、英文字の「Ａ」が描かれており、文字部分については水平方向の縞状の溝により形成された縞状パターンで、文字で無い部分については垂直方向の縞状パターンで形成してある。前記の水平方向の縞状パターンと前記垂直方向の縞状パターンでは、線幅と線間の距離を等しく形成してあるので、それぞれの画像濃度が同じである。線のパターンがはっきりとしない距離だけ画像を目から離してみれば、画像中に書かれているパターンが何か判別することが難しくなる。
【００１６】
実際の画像彫刻装置による彫刻では、１ｍｍ幅中に１０本の線を形成することも可能であるので、図１で示される文字を含んだ全体の矩形の横幅が１３ｍｍにおさまるような細かい画像であり、上方からの肉眼では、「Ａ」文字の画像を認識することは難しく、隠し画像となる。
【００１７】
しかし、画像を斜め方向のそれぞれの縞状パターンに平行の方向から観察することにより、文字を判別可能となる。
【００１８】
［装置の構成］
次に、本発明実施例としての画像彫刻装置について以下に説明する。
【００１９】
図２は、本発明実施例の画像彫刻装置１の上面図（Ａ）と側面図（Ｂ）である。
【００２０】
画像彫刻装置１は、彫刻針２、彫刻針支持棒３、彫刻針駆動部４、彫刻針支持ブリッジ５、彫刻針支持柱６、彫刻装置支持基台７、Ｘ方向移動ステージ８、Ｙ方向移動ステージ９、回転ステージ１０、Ｘ方向駆動部１１（被彫刻板駆動部）、Ｙ方向駆動部１２（被彫刻板駆動部）、回転駆動部１３と、を有している。
【００２１】
画像彫刻装置１の回転ステージ１０上には被彫刻板である画像カード１００が固定されており、図１（Ｂ）の側面図においては、Ｙ方向移行ステージ９が図の矢印Ｙ方向にステージが移動したことによって、彫刻針２によって形成されたスリット１００ｓを示す、画像カード１００の断面図を示している。
【００２２】
彫刻針２は、先端がダイアモンドや超硬合金からなる刃先を有して、画像カード１００の表面を削り取ることにより彫刻を行う。
【００２３】
彫刻針支持棒３は、彫刻針２を支持し彫刻針駆動部４により垂直方向に移動可能である。
【００２４】
彫刻針駆動部４は、彫刻針支持ブリッジ５に固定されて、彫刻針支持棒３を垂直方向に駆動させて、彫刻を行う深さ方向（矢印Ｚ軸方向）を調節する。
【００２５】
彫刻針支持ブリッジ５は、彫刻針支持柱６に固定されて彫刻針駆動部４の土台となる。彫刻針支持ブリッジ５と彫刻針支持棒３は、彫刻針レール機構５ｒによって連結されており、彫刻針駆動部４により彫刻針支持棒３を垂直方向に摺動可能としている。
【００２６】
彫刻針支持柱６は、彫刻支持基台７に固定されて彫刻針支持ブリッジ５を支持する。
【００２７】
彫刻装置支持基台７は、画像彫刻装置１の固定した基台である。
【００２８】
Ｘ方向移動ステージ８は、彫刻装置支持基台７上に不図示の彫刻針レール機構５ｒと同様なレール機構によって、矢印Ｘで示されるＸ軸方向に移動可能なステージ（基台）である。
【００２９】
Ｙ方向移動ステージ９は、Ｘ方向移動ステージ８上に不図示の彫刻針レール機構５ｒと同様なレール機構によって、矢印Ｙで示されるＹ軸方向に移動可能なステージ（基台）である。
【００３０】
回転ステージ１０は、Ｙ方向移動ステージ９上に回転ステージ１０下部に配置された回転機構により軸支された回転可能なステージ（基台）である。被彫刻板である画像カード１００は、回転ステージ上に固定される。固定方法としては、回転ステージ１０上に開けられた細孔からの真空吸着等によって画像カード１００が固定される。
【００３１】
Ｘ方向駆動部１１（被彫刻板駆動部）は、Ｘ方向移動ステージをＸ軸方向に移動する移動機構部である。Ｘ方向駆動部１１は、駆動ステッピングモータ１１ｍ、前記モータの回転軸に取り付けられたピニオン１１ｐ、Ｘ方向移動ステージ８の縁に取り付けられたラック１１ｒとＸ方向移動ステージ８の下部に取り付けられた不図示のレール機構から構成される。
【００３２】
Ｙ方向駆動部１２（被彫刻板駆動部）は、Ｙ方向移動ステージをＹ軸方向に移動する移動機構部である。Ｙ方向駆動部１２は、Ｘ方向駆動部１１と同様のモータとラック・ピニオン及びレール機構からなる。
【００３３】
回転駆動部１３は、回転ステージ１０を回転させる機構部で、Ｘ方向駆動部１１と同様のモータとラック・ピニオンと回転ステージ下部に配置された回転ステージを軸支する回転機構からなる。
［彫刻の動作手順］
図３（Ａ）に従来型の回転駆動部を有さない画像彫刻装置での彫刻方法について説明する。
【００３４】
図３（Ａ）では、図１に表した英文字「Ａ」の彫刻方法について説明する。
【００３５】
図３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の中央には、彫刻加工を行う彫刻針２と彫刻針支持棒３を配してある。彫刻を行う際には、Ａ画像の左側から走査式に彫刻を行って行く、矢印Ｙで示される方向に画像カード１１０が移動して行くことによって、彫刻針２により画像カードの表面が削り取られ溝が形成される。
【００３６】
図３（Ａ）の従来型では、回転駆動部を持たないために、文字部分を形成する際には、彫刻の走査方向と文字の溝方向が一致しないために、溝の山毎に彫刻針を上げ下げして加工を行う。結果として走査方向に一致した溝（文字以外の部分）と走査方向に垂直な溝（文字部分）とでは、溝の壁面や底面の形成の質が大いに異なり、彫刻の走査方向と文字の溝方向が一致しない部分では、その壁面や底面が凸凹状となる現象が発生してしまう。
【００３７】
図４に形成された溝の拡大図を示す。図４のＹ軸方向へ移動によって溝が形成されてゆくが、溝の伸張方向と彫刻方向が一致した溝の壁面１１５Ｗｙは、壁面が直線的にきれいに形成されているが、溝の伸張方向と彫刻方向が９０度ずれている溝の壁面１１５Ｗｘは、図に示すように凸凹が発生してしまう。
【００３８】
同様な効果は壁面だけでなく溝の底面にも発生してしまい、結果として溝の形状が溝の伸張方向の角度によって異なってしまい、本来隠し画像として上方からは確認できないのが望ましいのだが、上方からの観察によって、隠し画像が見えてしまう。
【００３９】
これに比較して、本発明実施例の画像彫刻装置１では、回転ステージ１０と回転駆動部１３を有するので、溝の伸張方向と彫刻方向を一致させることが可能である。
【００４０】
実際の彫刻手順について図３（Ｂ）、（Ｃ）を用いて説明する。まず、図３（Ｂ）に示すように、画像カード１００に溝方向と彫刻方向の一致した文字以外の部分の溝の彫刻を走査式に画像の左側から順次行う。
【００４１】
次に、図３（Ｃ）に示すように回転駆動部によって画像カード１００を回転矢印Ｒｃ方向に９０度回転して、文字部分（「Ａ」の部分）の縞状の溝と彫刻方向を一致させて彫刻加工を行う。
【００４２】
図３（Ｂ）、（Ｃ）に示す方法により彫刻を行った溝の拡大図を図５に示す。
【００４３】
図５のＹ軸方向に伸びた溝の壁面１０５ＷｙとＸ軸方向に伸びた溝の壁面１０５Ｗｘは、彫刻針２の彫刻方向と溝の伸張方向が同じために凸凹の無い壁面が形成可能となった。
【００４４】
［実施例の効果］
本発明実施例の画像彫刻装置により、角度を異ならせた縞状の溝を形成する際には、該縞状の溝の角度に合わせて回転駆動部を回転させて、その後水平方向の駆動部の移動により画像カードを移動させて溝を形成するために、溝の伸張方向と溝の彫刻方向が同じとなり、溝の側面及び底面形状を一様に仕上げることが可能となった。また、彫刻針の垂直方向の駆動の必要性が減少し、結果として工作時間を短縮することが可能となった。また、画像の溝側面にジャギ（凸凹）が発生することなどがなくなり、画像精度が著しく向上した。
【００４５】
［その他］
本発明実施例では、画像の濃淡を２値として、９０度の角度で交差する二つの縞状パターンを割り当てることによる隠し画像の例を示したが、画像の濃淡は２値に限らず、３値やそれ以上（例えば８ビットで表現される２５６値）の値とすることも可能であり、それらの場合には、視点の角度を変えることにより、多種の画像を見せることが可能である。
【００４６】
本発明実施例で示したように、画像カードで形成される画像は文字であってもよいし、又、写真画像であっても良いし、図形であっても良い。
【００４７】
実施例に示した画像彫刻装置１では、基台側からＹ方向駆動ステージ、Ｘ方向駆動ステージ、回転駆動ステージの順番で駆動ステージとそれに伴う駆動機構が重なっている構成であったが、この構成に限らず例えば、回転駆動部が最も下部にある構成であっても良いし、Ｘ方向駆動ステージとＹ方向駆動ステージが異なる順であっても良い。また、他の異なる機構であっても、回転駆動部と水平方向の駆動部が組み合わせって画像カードを走査式に異なる角度で溝を形成させる装置であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】画像カードに彫刻された縞状の溝によって形成された隠し画像の例である。
【図２】本発明実施例の画像彫刻装置の上面図と側面図である（実施例１）。
【図３】従来型の画像彫刻装置と本発明実施例の画像彫刻装置とでの画像カードの作成方法の違いを示す図である（実施例１）。
【図４】従来型の画像彫刻装置により隠し画像を彫刻した際の溝形状の概略説明図である。
【図５】本発明実施例の画像彫刻装置により隠し画像を彫刻した際の溝形状の概略説明図である（実施例１）。
【符号の説明】
【００４９】
１ 画像彫刻装置
２ 彫刻針
３ 彫刻針支持棒
４ 彫刻針駆動部
５ 彫刻針支持ブリッジ
６ 彫刻針支持柱
７ 彫刻装置支持基台
８ Ｘ方向移動ステージ
９ Ｙ方向移動ステージ
１０ 回転ステージ
１１ Ｘ方向駆動部（被彫刻板駆動部）
１２ Ｙ方向駆動部（被彫刻板駆動部）
１３ 回転駆動部
１００ 本発明実施例の画像カード（被彫刻板）
１１０ 従来型の彫刻を施された画像カード（被彫刻板）
【技術分野】
【０００１】
紙又はプラスチック製のカード基板に、彫刻によって画像を形成された画像カードに角度を異ならせた縞状の溝によって形成される隠し画像を彫刻する際に、前記縞状の溝を精度高く彫刻可能な画像彫刻装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
彫刻針と被彫刻板（画像カード）の相対運動によって、走査式に紙やプラスチック製の薄板に彫刻を行う画像彫刻装置がある（特許文献１参照）。この画像彫刻装置では、基台（支持台）上に取り付けられた被彫刻板が水平方向に往復運動を行い、垂直方向から降ろされた前記彫刻針が前記被彫刻板に接して表面を削り取ることにより、被彫刻板の厚さ方向を変化させて透かし彫りを行う。
【０００３】
このようにして透かし彫りがなされた前記被彫刻板（画像カード）は、個人認証カードや重要書類用のセキュリティシートとして用いられる（特許文献２、３参照）。これらセキュリティ上の書類として用いられる画像カードでは、隠し画像を埋め込むことによりその正当性を示そうとする技術的要求があるが、これまで前記彫刻において隠し画像を形成する方法はなかった。
【０００４】
従来技術として、印刷物において縞状のパターンである万線パターンを異なる角度に配置したものを印刷することにより、オリジナルの印刷物とその複写物を区別させる方法はあった（特許文献４）が、彫刻物による立体的な形状を用いて隠し画像を埋め込む方法や、同一平面内に隠し画像と透かし彫りとを組み合わせて形成する方法は無かった。
【０００５】
そこで、縞状の溝の角度を異ならせて形成することによる隠し画像を埋め込むことが可能であるが、特許文献１に示されるような従来型の画像彫刻装置では、縞状の溝の角度により、縞の壁面に凸凹が出てしまい。その違いによって平面上方から観察した場合に縞状の角度による違いが見えてしまい、隠し画像とならない問題があった。
【０００６】
【特許文献１】特開平０５−０２４３９４号公報
【特許文献２】特開２００７−１１８３９５号公報
【特許文献３】特開２００７−１３０８５５号公報
【特許文献４】特開平１０−２９７０７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
解決しようとする問題点は、彫刻によって作成された画像カードにおいて、角度を異ならせた縞状の溝を用いて隠し画像を形成する際に、縞状の溝の壁面を精度高く彫刻することができなかった点である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の画像彫刻装置は、彫刻針を垂直方向に駆動する彫刻針駆動部と、被彫刻板を水平方向に駆動する被彫刻板駆動部と、を有し、前記彫刻針と前記被彫刻板の相対運動によって走査式に前記被彫刻板に彫刻を行う画像彫刻装置であって、被彫刻板を水平方向に回転する回転駆動部を有し、前記回転駆動部により、所定の角度に回転された被彫刻板に走査式に彫刻を行うことにより、縞状の溝を形成することを最も主要な特徴とする。
【０００９】
本発明の画像彫刻方法は、彫刻針を垂直方向に駆動する彫刻針駆動手段と、被彫刻板を水平方向に駆動する被彫刻板駆動手段と、を有し、前記彫刻針と前記被彫刻板の相対運動によって走査式に前記被彫刻板に彫刻を行う画像彫刻装置を用いて行う画像彫刻方法であって、前記画像彫刻装置は、被彫刻板を水平方向に回転する回転駆動手段を有し、前記回転駆動手段により、所定の角度に回転された被彫刻板に走査式に彫刻を行うことにより、縞状の溝を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の画像彫刻装置は、彫刻針を垂直方向に駆動する彫刻針駆動部と、被彫刻板を水平方向に駆動する被彫刻板駆動部と、を有し、前記彫刻針と前記被彫刻板の相対運動によって走査式に前記被彫刻板に彫刻を行う画像彫刻装置であって、被彫刻板を水平方向に回転する回転駆動部を有し、前記回転駆動部により、所定の角度に回転された被彫刻板に走査式に彫刻を行うことにより、縞状の溝を形成することを最も主要な特徴とするため、縞状の溝の角度を異ならせて彫刻して隠し画像を形成する際に、彫刻の溝の角度と彫刻方向を一致させることにより、縞状の溝の壁面に生じていた凸凹がなくなり、縞状の溝を精度高く彫刻することが可能となった。また、その結果として前記隠し画像の隠し画像としての効果が高まった。
【００１１】
本発明の画像彫刻方法は、彫刻針を垂直方向に駆動する彫刻針駆動手段と、被彫刻板を水平方向に駆動する被彫刻板駆動手段と、を有し、前記彫刻針と前記被彫刻板の相対運動によって走査式に前記被彫刻板に彫刻を行う画像彫刻装置を用いて行う画像彫刻方法であって、前記画像彫刻装置は、被彫刻板を水平方向に回転する回転駆動手段を有し、前記回転駆動手段により、所定の角度に回転された被彫刻板に走査式に彫刻を行うことにより、縞状の溝を形成することを特徴とするため、縞状の溝の角度を異ならせて彫刻して隠し画像を形成する際に、彫刻の溝の角度と彫刻方向を一致させることにより、縞状の溝の壁面に生じていた凸凹がなくなり、縞状の溝を精度高く彫刻することが可能となった。また、その結果として前記隠し画像の隠し画像としての効果が高まった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の画像彫刻装置は、彫刻により画像を形成された画像カードに角度を異ならせた縞状の溝によって隠し画形成する際に、前記角度により溝の形状が異なってしまうという問題点を、溝の方向と彫刻方向を一致させるための回転駆動部を画像彫刻装置に設けることによって解決した。
【実施例１】
【００１３】
［隠し画像］
まず、角度を異ならせた縞状の溝によって形成される隠し画像埋め込んだ画像カード（被彫刻板）について説明する。
【００１４】
図１は、画像カード（被彫刻板）を垂直上方向からみた図である。
【００１５】
図１には、英文字の「Ａ」が描かれており、文字部分については水平方向の縞状の溝により形成された縞状パターンで、文字で無い部分については垂直方向の縞状パターンで形成してある。前記の水平方向の縞状パターンと前記垂直方向の縞状パターンでは、線幅と線間の距離を等しく形成してあるので、それぞれの画像濃度が同じである。線のパターンがはっきりとしない距離だけ画像を目から離してみれば、画像中に書かれているパターンが何か判別することが難しくなる。
【００１６】
実際の画像彫刻装置による彫刻では、１ｍｍ幅中に１０本の線を形成することも可能であるので、図１で示される文字を含んだ全体の矩形の横幅が１３ｍｍにおさまるような細かい画像であり、上方からの肉眼では、「Ａ」文字の画像を認識することは難しく、隠し画像となる。
【００１７】
しかし、画像を斜め方向のそれぞれの縞状パターンに平行の方向から観察することにより、文字を判別可能となる。
【００１８】
［装置の構成］
次に、本発明実施例としての画像彫刻装置について以下に説明する。
【００１９】
図２は、本発明実施例の画像彫刻装置１の上面図（Ａ）と側面図（Ｂ）である。
【００２０】
画像彫刻装置１は、彫刻針２、彫刻針支持棒３、彫刻針駆動部４、彫刻針支持ブリッジ５、彫刻針支持柱６、彫刻装置支持基台７、Ｘ方向移動ステージ８、Ｙ方向移動ステージ９、回転ステージ１０、Ｘ方向駆動部１１（被彫刻板駆動部）、Ｙ方向駆動部１２（被彫刻板駆動部）、回転駆動部１３と、を有している。
【００２１】
画像彫刻装置１の回転ステージ１０上には被彫刻板である画像カード１００が固定されており、図１（Ｂ）の側面図においては、Ｙ方向移行ステージ９が図の矢印Ｙ方向にステージが移動したことによって、彫刻針２によって形成されたスリット１００ｓを示す、画像カード１００の断面図を示している。
【００２２】
彫刻針２は、先端がダイアモンドや超硬合金からなる刃先を有して、画像カード１００の表面を削り取ることにより彫刻を行う。
【００２３】
彫刻針支持棒３は、彫刻針２を支持し彫刻針駆動部４により垂直方向に移動可能である。
【００２４】
彫刻針駆動部４は、彫刻針支持ブリッジ５に固定されて、彫刻針支持棒３を垂直方向に駆動させて、彫刻を行う深さ方向（矢印Ｚ軸方向）を調節する。
【００２５】
彫刻針支持ブリッジ５は、彫刻針支持柱６に固定されて彫刻針駆動部４の土台となる。彫刻針支持ブリッジ５と彫刻針支持棒３は、彫刻針レール機構５ｒによって連結されており、彫刻針駆動部４により彫刻針支持棒３を垂直方向に摺動可能としている。
【００２６】
彫刻針支持柱６は、彫刻支持基台７に固定されて彫刻針支持ブリッジ５を支持する。
【００２７】
彫刻装置支持基台７は、画像彫刻装置１の固定した基台である。
【００２８】
Ｘ方向移動ステージ８は、彫刻装置支持基台７上に不図示の彫刻針レール機構５ｒと同様なレール機構によって、矢印Ｘで示されるＸ軸方向に移動可能なステージ（基台）である。
【００２９】
Ｙ方向移動ステージ９は、Ｘ方向移動ステージ８上に不図示の彫刻針レール機構５ｒと同様なレール機構によって、矢印Ｙで示されるＹ軸方向に移動可能なステージ（基台）である。
【００３０】
回転ステージ１０は、Ｙ方向移動ステージ９上に回転ステージ１０下部に配置された回転機構により軸支された回転可能なステージ（基台）である。被彫刻板である画像カード１００は、回転ステージ上に固定される。固定方法としては、回転ステージ１０上に開けられた細孔からの真空吸着等によって画像カード１００が固定される。
【００３１】
Ｘ方向駆動部１１（被彫刻板駆動部）は、Ｘ方向移動ステージをＸ軸方向に移動する移動機構部である。Ｘ方向駆動部１１は、駆動ステッピングモータ１１ｍ、前記モータの回転軸に取り付けられたピニオン１１ｐ、Ｘ方向移動ステージ８の縁に取り付けられたラック１１ｒとＸ方向移動ステージ８の下部に取り付けられた不図示のレール機構から構成される。
【００３２】
Ｙ方向駆動部１２（被彫刻板駆動部）は、Ｙ方向移動ステージをＹ軸方向に移動する移動機構部である。Ｙ方向駆動部１２は、Ｘ方向駆動部１１と同様のモータとラック・ピニオン及びレール機構からなる。
【００３３】
回転駆動部１３は、回転ステージ１０を回転させる機構部で、Ｘ方向駆動部１１と同様のモータとラック・ピニオンと回転ステージ下部に配置された回転ステージを軸支する回転機構からなる。
［彫刻の動作手順］
図３（Ａ）に従来型の回転駆動部を有さない画像彫刻装置での彫刻方法について説明する。
【００３４】
図３（Ａ）では、図１に表した英文字「Ａ」の彫刻方法について説明する。
【００３５】
図３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の中央には、彫刻加工を行う彫刻針２と彫刻針支持棒３を配してある。彫刻を行う際には、Ａ画像の左側から走査式に彫刻を行って行く、矢印Ｙで示される方向に画像カード１１０が移動して行くことによって、彫刻針２により画像カードの表面が削り取られ溝が形成される。
【００３６】
図３（Ａ）の従来型では、回転駆動部を持たないために、文字部分を形成する際には、彫刻の走査方向と文字の溝方向が一致しないために、溝の山毎に彫刻針を上げ下げして加工を行う。結果として走査方向に一致した溝（文字以外の部分）と走査方向に垂直な溝（文字部分）とでは、溝の壁面や底面の形成の質が大いに異なり、彫刻の走査方向と文字の溝方向が一致しない部分では、その壁面や底面が凸凹状となる現象が発生してしまう。
【００３７】
図４に形成された溝の拡大図を示す。図４のＹ軸方向へ移動によって溝が形成されてゆくが、溝の伸張方向と彫刻方向が一致した溝の壁面１１５Ｗｙは、壁面が直線的にきれいに形成されているが、溝の伸張方向と彫刻方向が９０度ずれている溝の壁面１１５Ｗｘは、図に示すように凸凹が発生してしまう。
【００３８】
同様な効果は壁面だけでなく溝の底面にも発生してしまい、結果として溝の形状が溝の伸張方向の角度によって異なってしまい、本来隠し画像として上方からは確認できないのが望ましいのだが、上方からの観察によって、隠し画像が見えてしまう。
【００３９】
これに比較して、本発明実施例の画像彫刻装置１では、回転ステージ１０と回転駆動部１３を有するので、溝の伸張方向と彫刻方向を一致させることが可能である。
【００４０】
実際の彫刻手順について図３（Ｂ）、（Ｃ）を用いて説明する。まず、図３（Ｂ）に示すように、画像カード１００に溝方向と彫刻方向の一致した文字以外の部分の溝の彫刻を走査式に画像の左側から順次行う。
【００４１】
次に、図３（Ｃ）に示すように回転駆動部によって画像カード１００を回転矢印Ｒｃ方向に９０度回転して、文字部分（「Ａ」の部分）の縞状の溝と彫刻方向を一致させて彫刻加工を行う。
【００４２】
図３（Ｂ）、（Ｃ）に示す方法により彫刻を行った溝の拡大図を図５に示す。
【００４３】
図５のＹ軸方向に伸びた溝の壁面１０５ＷｙとＸ軸方向に伸びた溝の壁面１０５Ｗｘは、彫刻針２の彫刻方向と溝の伸張方向が同じために凸凹の無い壁面が形成可能となった。
【００４４】
［実施例の効果］
本発明実施例の画像彫刻装置により、角度を異ならせた縞状の溝を形成する際には、該縞状の溝の角度に合わせて回転駆動部を回転させて、その後水平方向の駆動部の移動により画像カードを移動させて溝を形成するために、溝の伸張方向と溝の彫刻方向が同じとなり、溝の側面及び底面形状を一様に仕上げることが可能となった。また、彫刻針の垂直方向の駆動の必要性が減少し、結果として工作時間を短縮することが可能となった。また、画像の溝側面にジャギ（凸凹）が発生することなどがなくなり、画像精度が著しく向上した。
【００４５】
［その他］
本発明実施例では、画像の濃淡を２値として、９０度の角度で交差する二つの縞状パターンを割り当てることによる隠し画像の例を示したが、画像の濃淡は２値に限らず、３値やそれ以上（例えば８ビットで表現される２５６値）の値とすることも可能であり、それらの場合には、視点の角度を変えることにより、多種の画像を見せることが可能である。
【００４６】
本発明実施例で示したように、画像カードで形成される画像は文字であってもよいし、又、写真画像であっても良いし、図形であっても良い。
【００４７】
実施例に示した画像彫刻装置１では、基台側からＹ方向駆動ステージ、Ｘ方向駆動ステージ、回転駆動ステージの順番で駆動ステージとそれに伴う駆動機構が重なっている構成であったが、この構成に限らず例えば、回転駆動部が最も下部にある構成であっても良いし、Ｘ方向駆動ステージとＹ方向駆動ステージが異なる順であっても良い。また、他の異なる機構であっても、回転駆動部と水平方向の駆動部が組み合わせって画像カードを走査式に異なる角度で溝を形成させる装置であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】画像カードに彫刻された縞状の溝によって形成された隠し画像の例である。
【図２】本発明実施例の画像彫刻装置の上面図と側面図である（実施例１）。
【図３】従来型の画像彫刻装置と本発明実施例の画像彫刻装置とでの画像カードの作成方法の違いを示す図である（実施例１）。
【図４】従来型の画像彫刻装置により隠し画像を彫刻した際の溝形状の概略説明図である。
【図５】本発明実施例の画像彫刻装置により隠し画像を彫刻した際の溝形状の概略説明図である（実施例１）。
【符号の説明】
【００４９】
１ 画像彫刻装置
２ 彫刻針
３ 彫刻針支持棒
４ 彫刻針駆動部
５ 彫刻針支持ブリッジ
６ 彫刻針支持柱
７ 彫刻装置支持基台
８ Ｘ方向移動ステージ
９ Ｙ方向移動ステージ
１０ 回転ステージ
１１ Ｘ方向駆動部（被彫刻板駆動部）
１２ Ｙ方向駆動部（被彫刻板駆動部）
１３ 回転駆動部
１００ 本発明実施例の画像カード（被彫刻板）
１１０ 従来型の彫刻を施された画像カード（被彫刻板）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
彫刻針を垂直方向に駆動する彫刻針駆動部と、
被彫刻板を水平方向に駆動する被彫刻板駆動部と、を有し、
前記彫刻針と前記被彫刻板の相対運動によって走査式に前記被彫刻板に彫刻を行う画像彫刻装置であって、
被彫刻板を水平方向に回転する回転駆動部を有し、
前記回転駆動部により、所定の角度に回転された被彫刻板に走査式に彫刻を行うことにより、縞状の溝を形成する
ことを特徴とする画像彫刻装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像彫刻装置であって、
前記回転駆動部は、前記縞状の溝の伸張方向と前記彫刻針による彫刻の方向が一致するように回転する
ことを特徴とする画像彫刻装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像彫刻装置であって、
画像の濃淡の度合いに呼応して角度を異ならせた前記縞状の溝を前記被彫刻板に形成することにより隠し画像を彫刻する
ことを特徴とする画像彫刻装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の画像彫刻装置であって、
前記画像の濃淡が２値であって、前記２値の濃淡をそれぞれ直行する縞状の溝によって前記隠し画像を彫刻する
ことを特徴とする画像彫刻装置。
【請求項５】
彫刻針を垂直方向に駆動する彫刻針駆動手段と、
被彫刻板を水平方向に駆動する被彫刻板駆動手段と、を有し、
前記彫刻針と前記被彫刻板の相対運動によって走査式に前記被彫刻板に彫刻を行う画像彫刻装置を用いて行う画像彫刻方法であって、
前記画像彫刻装置は、被彫刻板を水平方向に回転する回転駆動手段を有し、
前記回転駆動手段により、所定の角度に回転された被彫刻板に走査式に彫刻を行うことにより、縞状の溝を形成する
ことを特徴とする画像彫刻方法。
【請求項１】
彫刻針を垂直方向に駆動する彫刻針駆動部と、
被彫刻板を水平方向に駆動する被彫刻板駆動部と、を有し、
前記彫刻針と前記被彫刻板の相対運動によって走査式に前記被彫刻板に彫刻を行う画像彫刻装置であって、
被彫刻板を水平方向に回転する回転駆動部を有し、
前記回転駆動部により、所定の角度に回転された被彫刻板に走査式に彫刻を行うことにより、縞状の溝を形成する
ことを特徴とする画像彫刻装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像彫刻装置であって、
前記回転駆動部は、前記縞状の溝の伸張方向と前記彫刻針による彫刻の方向が一致するように回転する
ことを特徴とする画像彫刻装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像彫刻装置であって、
画像の濃淡の度合いに呼応して角度を異ならせた前記縞状の溝を前記被彫刻板に形成することにより隠し画像を彫刻する
ことを特徴とする画像彫刻装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の画像彫刻装置であって、
前記画像の濃淡が２値であって、前記２値の濃淡をそれぞれ直行する縞状の溝によって前記隠し画像を彫刻する
ことを特徴とする画像彫刻装置。
【請求項５】
彫刻針を垂直方向に駆動する彫刻針駆動手段と、
被彫刻板を水平方向に駆動する被彫刻板駆動手段と、を有し、
前記彫刻針と前記被彫刻板の相対運動によって走査式に前記被彫刻板に彫刻を行う画像彫刻装置を用いて行う画像彫刻方法であって、
前記画像彫刻装置は、被彫刻板を水平方向に回転する回転駆動手段を有し、
前記回転駆動手段により、所定の角度に回転された被彫刻板に走査式に彫刻を行うことにより、縞状の溝を形成する
ことを特徴とする画像彫刻方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−１１９７９１（Ｐ２００９−１１９７９１Ａ）
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９８３８６（Ｐ２００７−２９８３８６）
【出願日】平成１９年１１月１６日（２００７．１１．１６）
【出願人】（５０７３２２５７３）セムコ株式会社 (9)
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１６日（２００７．１１．１６）
【出願人】（５０７３２２５７３）セムコ株式会社 (9)
[ Back to top ]